As preguiças-gigantes constituem um grupo separado na ordem Xenarthra, relacionado com as preguiças arborícolas existentes na atualidade, constituido por seis famílias e 88 géneros, todos extintos. As preguiças-gigantes surgiram noOligocénico e extinguiram-se há cerca de 10,000 anos. Há evidências de que uma pequena população tenha sobrevivido nas ilhas de Hispaniola e Cuba até cerca de 1550.
Apesar do nome, nem todos os membros do grupo das preguiças-gigantes eram de grandes dimensões. O registo fóssil indica que as primeiras formas a surgir eram relativamente pequenas, de tamanho comparável às preguiças atuais, sendo a evolução para o gigantismo progressiva. No fim do Pliocénico, início do Plistocénico, esta tendência inverteu-se no sentido da redução de tamanho talvez por pressões ecológicos. Nas Caraíbas muitas espécies tornaram-se variáveis anãs, numa adaptação a ambiente insular e condições tropicais também observada, por exemplo, em proboscídeos (Stegodon) ou hominídeos (Homo floresiensis).
As preguiças-gigantes surgiram no Oligocénico, na região da actual Patagónia, e desenvolveram-se na América do Sul. Com o estabelecimento do istmo do Panamá, as preguiças migraram para Norte, chegando ao actual estado do Yukon no Canadá.
A anatomia das preguiças-gigantes é conhecida com bastante detalhe, graças a centenas de exemplares bem conservados encontrados em cavernas e nos poços de betume de La Brea, na Califórnia. Alguns exemplos encontram-se tão bem preservados que incluem tecidos fossilizados ou partes da pelagem de cor avermelhada. Os hábitos alimentares das preguiças-gigantes são igualmente bem conhecidos através do estudo dos seus coprólitos (fezes fossilizadas) e respectivo conteúdo vegetal. Sabe-se assim que estes animais eram exclusivamente herbívoros e que preferiam folhas e ramos de árvores. Eram, no entanto, bastante flexíveis e em épocas de escassez podiam consumir plantas desérticas, incluindo cactos.
A primeira tentativa de reconstrução anatómica de um conjunto de fósseis foi realizada em 1796 e o resultado foi interpretado por Georges Cuvier como uma forma de preguiça-gigante, que o naturalista classificou como Megatherium americanum.
Actualmente, há rumores da existência de um grande animal desconhecido da ciência no interior da Floresta Amazónica, a que os locais chamam de mapinguari e que os criptozoólogos supõem tratar-se de uma espécie restante de preguiça-gigante.
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